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2015-06-02

高壓開關設備局部放電與機械特性帶電檢測 技術及診斷方法研究取得突破性成果

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    近年來,隨著電力工業和裝備制造業的快速發展,對電力設備安全、穩定與可靠運行的要求越來越高,但由于原材料加工、設計制造和工藝水平等原因,電力設備在運行中不可避免的存在缺陷和故障問題,因此,電力設備檢修亟須一整套完整有效的缺陷檢測和診斷手段,從而有效避免設備突發性故障造成的停電損失。
    國網北京市電力公司《高壓開關設備局部放電與機械特性帶電檢測技術及診斷方法研究》項目以理論研究、關鍵技術突破、裝置設計與研發、試驗檢測與驗證和成果推廣應用爲主線;立足于高電壓與絕緣技術領域,研究了高壓開關設備典型局部放電缺陷和機械缺陷的發生發展規律;針對金屬屏蔽GIS盆式絕緣子特高頻信號檢測、內置傳感器輸出過電壓、局部放電源精確定位等現實問題,開展關鍵技術攻關;基于理論研究成果和關鍵技術創新,研發了高壓開關設備典型缺陷模擬平台、脊波導特高頻局部放電傳感器、接地型一體化GIS內置式傳感器、局部放電聲電聯合檢測裝置、斷路器機械特性帶電檢測裝置;利用研制的傳感器和檢測裝置在高壓開關設備典型缺陷模擬平台上開展驗證性試驗,在國網北京市電力公司管轄範圍的變電站開展檢測應用,試驗檢測結果驗證了傳感器和檢測裝置的可用性和有效性;項目成果應用3年,發現設備缺陷40余例,累計節省電網設備檢修費用2000余萬。
項目創新點
(1)建成了國內外首個110kV輸變配電設備缺陷模擬真型實驗系統平台:針對高壓開關設備典型缺陷難以真實複現的問題,基于真型設備,研發了GIS和開關櫃典型缺陷模擬平台,實現了典型局部放電缺陷、機械缺陷及運行工況、電磁環境的真實模擬。
(2)研制了脊波導特高頻局部放電傳感器和一體化接地型GIS內置局部放電傳感器:解決了帶金屬屏蔽法蘭的GIS盆式絕緣子的局部放電帶電檢測問題和GIS內置特高頻傳感器金屬耦合電極的接地保護問題。
(3)發展了局部放電的聲電聯合檢測理論,研制了局部放電聲電聯合檢測裝置:基于聲電聯合檢測的技術手段,結合GIS局部放電缺陷的發展規律,提出了GIS局部放電缺陷嚴重程度的評估方法、放電源特高頻雙傳感器三維定位方法和聲電聯合定位方法,解決了局部放電定位不准和缺陷嚴重程度難以評估的問題。
(4)創造性的提出運行斷路器的狀態檢測方法:基于斷路器長期運行後“首次分合閘時”的控制回路電流波形特征,提出了以電流波形特征點的時間—強度特性和以機械動作順序的事件—時間—強度振動特性的缺陷診斷方法和基于支持向量機的開關機械缺陷識別算法,研制了斷路器機械特性帶電檢測裝置,實現了斷路器運行狀態下檢測機械特性的目的。
項目應用結果表明:研制的系列傳感器靈敏度高、安全可靠,提出的高壓開關設備診斷、定位方法合理、實用。
    2014年中國電機工程學會鑒定委員會認爲:“該項目研究成果創新性顯著,在電網設備檢測現場得到了成功應用和檢驗,爲高壓開關設備狀態檢測和狀態檢修提供了有效的技術手段,具有良好的經濟、社會效益和推廣應用前景,項目成果整體達到國際領先水平。”
 

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